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5 润滑
5.1 基本原理
润滑和维护对于确保滚动轴承的可靠性和实现长的工作寿命非常重要。
5.1.1润滑剂的功能
润滑剂要,图1:
■ 在接触表面形成可以提供足够承载能力和防止磨损及早期失效的润滑油膜①
■ 油润滑可以散热②
■ 脂润滑为轴承提供额外密封,可以防止固体和流体污染物的侵入③
■ 降低运转噪音④
■ 防止轴承腐蚀⑤。
①形成能够承载的润滑油膜
②油润滑可以散热
③脂润滑可密封轴承防止外界污染物的侵入
④降低运转噪声
⑤防腐蚀
图1 润滑剂的功能
 
5.1.2 选择润滑剂的类型
在设计过程中,必须尽早决定轴承是采用脂润滑还是油润滑。
在确定润滑剂类型和润滑剂量时,下列因素起决定作用:
■ 工况
■ 轴承类型和尺寸
■ 相邻结构
■ 润滑剂供给。
脂润滑应用准则
采用脂润滑时,必须考虑下列准则:
■ 只需很少的设计工作
■ 密封作用
■ 储脂槽作用
■ 仅需要较少维护工作的长运转寿命(在特定的场合可以实现终生润滑)
■ 如果需要再润滑,必须设计旧脂收集区和注脂管道
■ 脂润滑不能散热
■ 不能带走磨损颗粒或其它颗粒。
油润滑应用准则
采用油润滑时,必须考虑下列准则:
■ 润滑剂分布良好并能分布到整个接触区
■ 为轴承散热(高速和重载下尤为显著)
■ 能够带走磨损颗粒
■ 采用最小油量润滑时,能够实现非常小的摩擦能耗
■ 供油和密封设计的工作量较大。
在极端运转情况下(例如高温,真空,存在侵入式介质),可能需要采用特殊的密封方式,如固体润滑剂,请咨询工程服务部门。
5.1.3 润滑剂供给设计
轴承座和轴上的油路和润滑油孔,请见图2和图3:
■ 必须直接通到滚动轴承的润滑油孔
■ 必须尽可能的短
■ 必须为每个轴承单独设计润滑油路。
确保供油管是填满的,图2 ;如果需要的话,供油管内空气必须排空。
遵守润滑设备制造商的指导。
图2 润滑油油路
 
 
图3 单根轴布置多个轴承时的供油方式
 
5.2 脂润滑
润滑脂的区别在于其增稠剂和基础油。润滑脂基础油的信息,请参见第96页,油润滑。
5.2.1 润滑脂成分
传统的润滑脂采用金属皂增稠剂和矿物基础油。它们也含有添加剂。这些添加剂使得润滑脂具有一定的特性,例如抗磨性、防腐性或抗老化性。但是,上述添加剂不能有效适于所有工作温度和载荷情况。
环境的变化,如温度和湿度等,会影响润滑脂的性能。
①增稠剂
②添加剂
③基础油
④润滑脂
图4 润滑脂类型
 
必须检查润滑剂和下列物质的兼容性:
■ 其它润滑剂
■ 防腐剂
■ 热塑性材料、热固性材料和合成橡胶
■ 轻金属和有色金属
■ 涂层
■ 着色剂和油漆
■ 以及环境。
当考虑润滑脂的环境兼容性时,必须考虑其毒性、生物可降解性和水污染等级。
5.2.2 润滑脂类型
润滑脂的特性取决于:
■ 基础油
■ 基础油粘度(此项对润滑脂适用转速范围非常重要)
■ 增稠剂(润滑脂的剪切强度对其适用转速范围至关重要)
■ 添加剂。

 
5.2.3 润滑脂的稠度润
滑脂根据稠度等级分组(NLGI等级根据标准DIN 51 818)。
对于滚动轴承,等级1、2、3的润滑脂必须优先考虑采用,请参见图5。
NLGI等级
 
图5 润滑脂的稠度
 5.2.4 选择合适的润滑脂
符合标准DIN 51 825的K型滚动轴承润滑脂是适用的。
必须根据轴承的工况选择合适的润滑脂:
■ 工作温度
■ 载荷情况,请见第83页
■ 速度,请见第83页
■ 水和潮气的存在,请见第83页。
工作温度范围
润滑脂的工作温度范围必须与滚动轴承的可能工作温度范围相一致。
润滑脂制造商根据标准DIN 51 825给出了K型滚动轴承润滑脂工作温度范围。
上限值是根据标准DIN 51 821在FAG滚动轴承润滑脂测试设备FE9上确定的。测试中要以50%的失效概率(F50)运转至少100小时,定为润滑脂的温度上限。
下限值是依据标准DIN 51 825的流动压力试验确定的。通过将一定量的润滑脂挤过一个特定的油嘴得到脂的流动压力。对于K型润滑脂,较低运转温度的流体压力必须小于1400mbar。
采用流体压力确定较低运转温度仅说明在此温度下润滑脂是否可以流动。这种方式不能保证低温下用于滚动轴承的适用性。
除了润滑脂的最低运转温度,低温摩擦力矩也可以通过标准ASTMD1478或IP186/93确定。在最低工作温度,滚动轴承的启动摩擦力矩不允许超过1000Nmm并且运转摩擦力矩不许超过100Nmm。
为了保证可靠性和达到一个可以接受的润滑脂运转寿命,Schaeffler Group Industrial建议润滑脂的工作温度范围必须与一般正常运转工况的轴承工作温度范围相一致,请见图6。
低温下,润滑脂释放的基础油非常少。这可能导致润滑不足。因此Schaeffler Group Industrial建议润滑脂不能够用于低于最低连续运转极限温度Tlowerlimt的场合,图6。润滑脂最低连续运转温度比由润滑脂制造商提供的脂最低工作温度大约高20K。
为了避免高温导致润滑脂使用寿命降低,工作温度不应高于连续极限温度Tupperlimit;详见润滑脂工作寿命部分,第86页。
在持续低温环境中(如冷藏时),必须确保润滑脂释放与轴承类型相适应的足量。
①由润滑剂制造商提供的润滑脂工作温度上限
②Tupperlimit
③Tlowerlimit
④由润滑剂制造商提供的润滑脂工作温度下限
⑤标准工作温度范围
T=工作温度
图6 工作温度范围
 
粘压特性
为形成承载润滑油膜,在工作温度下润滑剂也必须具有足够的粘度。重载下,应该采用具有EP 特性(“极压添加剂”)和高粘度基础油的润滑脂(符合标准DIN51825规范的KP型润滑脂)。
此类脂也可以用于存在滑动或线接触的轴承。
硅脂仅用于低载(P≤3%C)。
含固体添加剂的润滑脂更适用于存在混合摩擦和边界摩擦的应用中。固体润滑剂的颗粒不能大于5μm。
速度
选择润滑脂应依据润滑脂速度参数n·dM,请见第85页,表:
■ 高速运转或要求低启动力矩的滚动轴承,应该采用高速度参数的润滑脂
■ 低速运转的滚动轴承,应采用速度参数较低的润滑脂。
离心加速度>500g的情况下,可能发生(增稠剂和基础油的)分离现象。此情况下,请咨询润滑剂的制造商。
与金属皂脂相比,聚脲脂的稠度受剪切应力的影响更大。
水和潮气
润滑脂中的水分严重缩短轴承的使用寿命:
■ 水分对润滑脂静态特性的影响,根据标准DIN 51 807进行评定,请见图7
■ 防腐特性可以根据标准DIN 51 802评定(Emcor测试) –信息由润滑脂制造商的数据表给出。
①空白片
②润滑脂试样
③载玻片
图7 根据标准DIN 51 807评价润滑脂中水分的影响
 5.2.5 具有特殊适用性的润滑脂
Schaeffler Group Industrial提供的很多滚动轴承都预填润滑脂。
这些润滑脂已经证实非常适用于机械动态测试和应用,请见下表。
润滑脂
                   
牌号5) 分类 润滑脂类型 工作温度范围 连续工作温上限 NLGI 速度参数
n·dM
ISO-VG等级
(基础油)3)
牌号5) 用于再润滑
推荐的Arcanol
润滑脂
Tupperlimit2) 等级 min-1·mm
     
GA01 球轴承润滑脂, 聚脲基酯类油 -40到+180 +115 2到3 600000 68到220 GA01 -
用于工作温度T<+180℃
GA02 球轴承润滑脂, 聚脲基 -40到+160 +85 2到3 500000 68到220 GA02 -
用于工作温度T<+160℃ 合成碳氢基础油
GA13 标准球轴承和外球面球轴承润滑脂,
用于外径D>62mm
锂基矿物油 -30到+140 +75 3 500000 68到150 GA13 MULTI3
GA14 低噪音球轴承润滑脂,
用于外径D≤62mm
锂基矿物油 -30到+140 +75 2 500000 68到150 GA14 MULTI2
GA15 低噪音球轴承润滑脂用于高速 锂基酯类油 -50到+150 +70 2到3 1000000 22到32 GA15 -
GA22 空载润滑脂,
用于低启动摩擦力矩
锂基酯类油 -50到+120 +70 2 1000000 10到22 GA22 -
L0141) 低温下外球面球轴承初始油脂 凝胶酯类油 -54到+2044) +80 1到2 900000 22到46 L0141) -
L0861) 外球面球轴承初始油脂,
用于较宽的温度范围和低载荷
复合钠基硅油 -40到+180 +115 3 150000 68到150 L0861) -
L0691) 外球面球轴承润滑脂,
适于较宽的温度范围
聚脲基酯类油 -40到+180 +120 2 700000 68到220 L0691) -
GA08 用于线接触的润滑脂 复合锂基矿物油 -30到+140 +95 2到3 500000 150到320 GA08 L0AD150
GA26 用于冲压滚子离合器的标准润滑脂 混和钙锂基矿物油 -20到+80 +60 2 500000 10到22 GA26 -
GA28 丝杠支撑轴承用润滑脂 锂基酯类油 -30到+160 +110 2 600000 15到100 GA28 MULTITOP
GA11 防止外物侵蚀的滚动轴承润滑脂,
工作温度可达+250℃
PTFE -40到+250 +180 2 300000 460到680 GA11 TEMP200
烷氧基聚氟油
GA47 防止外物侵蚀的滚动轴承润滑脂,
工作温度可达+140℃
复合钡基矿物油 -20到+140 +70 1到2 350000 150到320 GA47 -
——
1)从2008年1月开始,L069型润滑脂取代L014型脂和L086型脂用于外球面球轴承中。
2)为了避免高温导致润滑脂运转寿命的降低,轴承运转温度不能超过最高连续极限温度Tupertimit。
3)与轴承类型有关。
4)工作温度范围的定义不是根据标准DIN 51825,而是根据MIL细则。
5)GA..代表润滑脂应用组别..,基于润滑脂定义00。
Arcanol滚动轴承润滑脂
如果客户想自行为轴承注脂,我们也可以提供一系列适合的Arcanol滚动轴承润滑脂。
这一系列的润滑脂根据不同的性能进行分类并且可以满足大部分的应用,请见Arcano润滑脂第1538页。
5.2.6 润滑脂使用寿命
润滑脂使用寿命tfG适用于该寿命值低于计算的轴承寿命而且轴承没有再润滑的情况。
参考值通过下列公式确定:
tfG=tf·KT·KP·KR·KU·KS
tfG          h
润滑脂使用寿命的参考值
tf          h
润滑脂基本使用寿命
KT, KP, KR, KU, KS          –
温度、载荷、摆动、环境、竖轴等修正系数,请见第89页至第92页。
如果要求润滑脂的使用寿命>3年,必须同润滑脂制造商协商。
遵守润滑脂使用寿命的计算准则,请见第88页。
润滑脂基本使用寿命
前提条件请见下表。
基本再润滑周期的前提条件
 
前提条件
轴承温度
<轴承连续工作温度上限Tupperlimit
载荷比
C0/P=20
转速和载荷
恒定
主方向载荷
向心轴承为径向,推力轴承为轴向
旋转轴
向心轴承水平轴
内圈
旋转
环境影响因素
没有不利影响因素
润滑脂基本使用寿命tf取决于轴承特定的速度参数kf·n·dM并通过查询图8得出。
kf          –
轴承类型系数,请见kf系数表格,第87页
n          min–1
转速或当量转速
dM          mm
轴承平均直径(d+D)/2。
润滑脂基本使用寿命的计算
tf=润滑脂基本使用寿命
kf·n·dM=具体轴承的速度参数
图8 润滑脂基本使用寿命的计算
 
系数kf与轴承类型有关
轴承类型
系数kf
单列深沟球轴承
1
双列深沟球轴承
1.5
单列角接触球轴承
1.6
双列角接触球轴承
2
四点接触球轴承
1.6
调心球轴承
1.45
推力球轴承
5.5
双向推力角接触球轴承
1.4
单列圆柱滚子轴承,只承受恒定的轴向载荷
3.25
单列圆柱滚子轴承,承受或不承受交变的轴向载荷
2
双列圆柱滚子轴承1)
3.5
满装圆柱滚子轴承
5.3
圆锥滚子轴承
4
鼓形滚子轴承
10
不带中挡边的调心滚子轴承
8
带中挡边的调心滚子轴承
10.5
滚针和保持架组件,滚针轴承
3.6
冲压外圈滚针轴承
4.2
支承型和螺栓型滚轮,带保持架或满装圆柱滚子组件
20
支承型和螺栓型滚轮,带满装滚针组件
40
单列球轴承型滚轮
1
双列球轴承型滚轮
2
PWTR型支承型滚轮、PWKR型螺栓型滚轮
6
LSL、ZSL型圆柱滚子轴承
3.1
交叉滚子轴承
4.4
推力滚针轴承、推力圆柱滚子轴承
58
向心外球面球轴承、轴承座单元
1
——
1)不适用高精密圆柱滚子轴承NN30系列。
这种情况下,请使用超精密轴承样本AC41130/7上的计算图表进行查询。
 润滑脂使用寿命的计算准则
组合滚动轴承
必须分别计算组合轴承的向心轴承和推力轴承部件的润滑脂寿命,并取最短寿命值作为决定值。
外圈旋转
外圈旋转的情况下,润滑脂的使用寿命会降低。
对于支撑型滚轮或螺栓型滚轮:
■ 角度不对中量必须为零
■ 轴承类型系数kf中已考虑了由于外圈旋转而导致的润滑脂工作寿命降低的情况。
限制
不能通过上述方法确定润滑脂使用寿命的情况:
■ 如果润滑脂会从轴承中流失
– 基础油过度蒸发
– 轴承没有密封
– 推力轴承绕水平轴运转
■ 滚动轴承旋转时,如果空气进入轴承中
– 润滑脂会被氧化
■ 旋转运动和直线运动的复合运动
– 润滑脂会分布在整个冲程上
■ 如果有污染物、水分或其它液体进入轴承
■ 主轴轴承
■ 冲压外圈滚针离合器
■ 丝杠支撑轴承
■ 承受联合载荷的高精密轴承
■ 高精密圆柱滚子轴承NN30系列。
必须遵守产品章节中其它的润滑指导原则。
润滑脂使用寿命计算的修正系数温度系数KT
如果轴承工作温度高于连续运转极限温度Tupperlimit,KT值必须通过图9的图表确定。
如果轴承温度高于所用润滑脂的工作温度上限,则不可采用该图,请见润滑脂表,第84页。尽可能的更换润滑脂或联系舍弗勒工程技术服务部门。
①K高于Tupperlimit
KT=温度系数
图9 温度系数KT
 
载荷系数KP
系数KP 取决于轴承并反映了重载对润滑脂寿命的影响(载荷对润滑脂的影响很大),请见图10和表格。
基于高质量的锂基润滑脂
 
①,②,③,④请见KP系数表
C0/P=基本额定静载荷和轴承当量动载荷的比值
Kp=载荷系数
图10 轴承系数KP
 
载荷系数KP
曲线1)
轴承类型
双向推力角接触球轴承
 
推力球轴承
 
推力滚针轴承、推力圆柱滚子轴承
 
交叉滚子轴承
带中挡边的调心滚子轴承
 
滚针和保持架组件,滚针轴承
 
冲压外圈滚针轴承
 
双列圆柱滚子轴承(不包括NN30系列)
 
支承型滚轮PWTR、螺栓型滚轮PWKR
 
支承型和螺栓型滚轮,带保持架或满装圆柱滚子组件
 
支承型和螺栓型滚轮,带满装滚针组件
圆柱滚子轴承LSL、ZSL
 
圆锥滚子轴承
 
无中挡边的调心滚子轴承(E1设计)
 
鼓形滚子轴承
 
满装圆柱滚子轴承
 
单列圆柱滚子轴承(承受恒定或交变载荷)
 
四点接触球轴承
深沟球轴承(单列或双列)
 
角接触球轴承(单列或双列)
 
调心球轴承
 
球轴承滚轮(单列或双列)
 
向心外球面球轴承、轴承座单元
 
1)曲线:请见图10。
摆动系数KR
系数KR表示摆动角φ<180°,请见图11和图12。与旋转运动相比,摆动运动更容易使润滑脂老化。
为了减小微动腐蚀,应该缩短再润滑周期。
如果滚动体旋转不满一周,请联系舍弗勒工程技术服务部门。
图11 摆动角φ
 
 
KR=摆动系数
φ=摆动角
图12 摆动系数KR
 
环境系数KU
系数KU考虑到潮气、摆动力、轻微振动(导致微动腐蚀)和冲击的影响,请见表。
并没有考虑到极端环境的影响。例如水、侵入性介质、污染物、辐射和发生在振动设备中的剧烈振动。
与污染有关,也要注意污染物对额定寿命计算的影响,请见第40页,承载能力和寿命。
环境系数KU
环境影响
系数
KU
轻微
1
中等
0.8
重度
0.5
系数KS用于立轴
如果脂流失的可能性增加,例如立式轴上应用的向心轴承,必须考虑到下列表格中的系数KS
系数KS用于立轴
轴的布置
系数
KS
立轴(取决于密封方式)
0.5到0.7
其它布置
1
5.2.7 再润滑周期
如果需要对轴承再润滑,为保证轴承的可靠性能,必须注意再润滑周期。
通过应用环境下的测试确定精确的再润滑周期。
为了实现这一点:
■ 必须有足够长的观测周期
■ 必须定期检测润滑脂的状况。
为了保证运转的可靠性,不推荐采用大于1年的再润滑周期。
润滑周期参考值
根据经验,满足大部分应用需求的参考值为:
tfR=0.5·tfG
tfR          h
再润滑周期的参考值
tfG          h
润滑脂工作寿命的参考值,请见第86页。
再润滑条件
再润滑油脂必须与初始油脂一致。
如果采用不同的润滑脂,必须检查两者的混合性和兼容性;请见第95页,混合性。
再润滑注脂量
由于考虑到轴承内部空间有限,再润滑的注脂量为初始注脂量的50%至80% (推荐值)。
如果输脂管路内存有空气,则计算再润滑脂量时应该考虑输脂管路的容积。
再润滑
再润滑必须按如下方式进行:
■ 在保证安全的前提下,应在轴承仍有温度且运转时进行注脂
■ 如果安全,在轴承停止转动之前注脂
■ 在长时间停机之前注脂。
再润滑要连续注脂直到密封盖中可以看到新脂。旧油脂必须无阻碍的离开轴承。
储脂槽
根据轴承类型和运转情况,初始注脂量介于轴承内部空间的30%和100%。
储脂槽可以延长润滑脂的使用寿命。储脂槽里的润滑脂必须与滚道上的润滑脂持续接触。润滑脂的使用寿命并不随储脂槽体积的增大而成比例增大。
储脂槽的空间必须与轴承内外圈的空间相一致(不包括保持架和滚动体),请见图13和图14。
通过改进设计防止基础油的蒸发。例如采用密封盖。请见图13和图14。
①密封盖
②储脂槽
图13 在一侧开储脂槽
 
 
①密封盖
②储脂槽
图14 在两侧开储脂槽
 
5.2.8 混合性
应尽可能地避免混用润滑脂。
前提条件
如果不能避免混用润滑脂,则必须满足下列前提条件:
■ 基础油必须相同
■ 稠化剂必须匹配
■ 基础油粘度必须相似
(粘度差别不能超过ISO-VG中一个粘度等级)
■ 稠度必须相同(NLGI等级)。
润滑脂混用必须咨询润滑剂制造商并得到认可。
即使满足了上述前提条件,也不能排除混合后油脂的性能会降低。
如果决定更换润滑剂的类别,润滑脂尽可能被清除干净。应缩短再润滑周期。
如果不兼容的润滑脂混合,可能导致相当大的成份改变。润滑剂混合物可能会出现非常明显的软化。
必须通过合适的试验才能出到明确的混合性结论。
5.2.9 储存
一般地,所用润滑脂可储存3年。
前提条件
前提条件是:
■ 密闭的房间或仓库
■ 温度在0℃和+40℃之间
■ 相对湿度不超过65%
■ 没有化学介质的影响(蒸汽、气体和液体)
■ 密封的滚动轴承。
由于环境的影响,润滑剂会老化。必须遵守润滑剂制造商提供的信息。
长期储存后,脂润滑轴承的启动摩擦力矩短时间内可能高于正常值。润滑脂的润滑性能也会下降。
由于润滑脂的润滑性能不同而且相同名称的润滑脂可能由不同的原材料生产,因此我们不能保证用户用于再润滑的润滑剂或其润滑性能的适用性。
5.3 油润滑
对于滚动轴承润滑,矿物油和合成油基本上都适合。
润滑油常采用矿物基础油。它们至少必须满足DIN 51 517或DIN 51 524的要求。
特殊润滑油,通常是合成油,通常用于极端运行工况或者是与抗油性有关的特殊场合。
在这些情况下,请咨询润滑剂制造商或我们的工程服务部门。
5.3.1 工作温度
润滑剂制造商提供的信息应作为权威资料。
5.3.2 润滑油的选择
如果接触表面被润滑膜很好地分开,轴承的使用寿命和耐磨性将更高,请见图15和第40页,承载能力和寿命。
①进口区域
②根据EHD理论的压力曲线
③出口区域
④润滑剂
图15 接触区的润滑油膜示意图
 
矿物油的参考粘度
用于v1的参考值与轴承平均直径dM和速度n有关。这考虑了润滑油膜形成的EHD理论和实践经验。
根据运行速度,在某一工作温度,润滑油必须至少具有参考粘度v1,图16。
①粘度mm2s–1, +40℃
n=运行速度
v1=参考粘度
dM=轴承平均直径(d+D)/2
θ=工作温度
图16 矿物油的参考粘度和V/T图
 
参考粘度计算
参考粘度v1由下列因素决定:
■ 假定v1为公称粘度ISO-VG在10和1500 (中值粘度DIN 51 519)之间
■ 将中间值近似取整值ISO-VG (根据组别)。
由于合成油具有不同的V/P (粘度/压力)和V/T (粘度/温度)特性,因此这个方法不能用于合成油。
对于这些情况,请联系舍弗勒工程服务部门。
温度对粘度的影响
温度升高时,润滑油粘度会降低。粘度与温度有关的变化用粘度指数VI描述。对于矿物油,粘度指数VI至少是95。
选择粘度时,必须考虑工作温度的下限,因为低温所增加的粘度会降低润滑剂的流动性。因此,能量损失会增大。
当粘度比k=v/v1=3到4(v=工作粘度)可获得很长的寿命。
然而,高粘度油并不全是优点。除了上述提到的由于润滑剂摩擦产生的能量损失外,在低温甚至通常温度时,润滑油的供给和排出也可能存在困难。
选择的润滑油必须有足够的粘度,使得轴承具有尽可能长的疲劳寿命。也必须确保提供给轴承足够的润滑油。
压力性能和耐磨添加剂
如果轴承承受大的载荷或者粘度v小于参考粘度v1,则应使用有耐磨添加剂(类型P根据DIN 51 502)的润滑油。
对于存在较多滑动接触的滚动轴承(例如线接触的轴承),也有必要采用这样的润滑油。
这些添加剂形成边界层来减少不同区域内金属接触的有害影响(磨损)。
这些添加剂的适用性是变化的,而且受温度影响很大。它们的效果只能通过在滚动轴承中的试验进行评估(例如在试验台架FE8上进行,按照DIN 51 819)。
硅油只用于轻载荷(P≤0.03C)。
5.3.3 兼容性
在使用润滑油之前,必须检验它们是否与塑料、密封材料(合成橡胶)、轻金属和有色金属发生反应。
必须在动载荷和工作温度下进行检验。
必须检查合成油的兼容性。同时必须向润滑剂制造商咨询。
5.3.4 混合性
应尽可能避免不同润滑油的混合。在特殊情况下,所含的不同添加剂可能会出现不可预见的反应。
通常情况下,矿物油基相同的润滑油和相同类别的润滑油可以混合,例如都是HLP类型的两种油可以混合。粘度差别不许超过一个ISO-VG级别。
必须检查合成油的兼容性。同时必须向润滑剂制造商咨询。
对于每一种情况,必须提前检查它们的混合性。
5.3.5 清洁度
润滑油的清洁度影响轴承的额定寿命,请见第40页,承载能力和寿命。
因此舍弗勒集团建议应采用润滑油过滤器,并注意其滤过率。
过滤器筛目应在<25μm。
5.3.6 润滑方法
基本的润滑方法有:
■ 滴油润滑
■ 油气润滑
(为保护环境,可用油气润滑替代油雾润滑)
■ 油浴润滑
(浸油润滑或油池润滑)
■ 循环油润滑。
滴油润滑
这种方法适用于轴承高速转动的场合,图17。
所需的润滑油量与轴承的类型和尺寸、转速和载荷有关。
对于每列滚动体,油量参考值介于3滴剂/min到50滴剂/min(一滴约重0.025g)。
必须使多余的润滑油能从轴承中流出。
图17 滴油润滑(示意图)
 油气润滑
此方法适于向心轴承高速低载时(n·dM=800000到3000000min–1·mm),图18。
利用清洁干燥的压缩空气将润滑油吹入轴承。这样产生较大气压。这能够防止外部污染物进入轴承。
采用油气润滑系统用于最小油量润滑,摩擦力矩和运行温升会较小。
用于润滑系统设计的参数需从设备制造商处获得。
推力轴承应尽可能避免使用油气润滑。
足够润滑所需的油量与轴承类型有关。
油气润滑的冷却效果非常小。
请遵循润滑设备制造商提供的说明书。
①连接油气润滑单元
图18 油气润滑(示意图)
 油浴润滑
油位应达到最低滚动体的中心线,图19。如果油位高于此处,在高速下轴承温升增大,油液喷溅造成能量损失。而且,润滑油会起泡。
总之,该润滑方式适于转速不超过n·dM=300000min-1·mm。
在转速n·dM<150000min–1·mm,允许轴承浸入油液中。
对于具有不对称截面的轴承,由于泵吸效应必须设计回油槽,以保证润滑油再循环。
对于推力轴承,油位必须覆盖其保持架的内径。
轴承座内的油量必须按照比例保证充分,否则再润滑间隔必须很短。
图19 油浴润滑(示意图)
 循环油润滑
在循环油润滑中,油液经过专门的冷却,图20。
因此润滑油可从轴承中带走热量。散热量取决于冷却装置,请见第71页,速度。
①过滤器
②泵
③冷却系统
图20 循环油润滑(示意图)
 油量V 与运转条件相匹配,图21。图表显示了油液在无压力下由侧向供给装置流过整个轴承后汇积在轴的低端。
对于具有不对称截面的轴承(如角接触球轴承、圆锥滚子轴承、推力球面滚子轴承),由于泵吸效应,润滑油供给量与对称截面轴承相比允许值更大。大油量通常可带走磨损颗粒和热量。
①因散热需要而增加油量
②不需要散热
D=轴承外径
V=油量
a=润滑油量充足
b=对称截面轴承的油量上限
c=不对称截面轴承的油量上限
a1;b1;c1:D/d>1.5
a2;b2;c2:D/d ≤1.5
图21 油量
 
油润滑的相邻结构设计
轴承座和轴上的润滑油孔必须与滚动轴承上的润滑油孔对齐。
要保证环形槽,凹槽等有足够的截面面积。
润滑油必须能在无压力情况下流出(防止润滑油聚集和油液额外受热)。
对于推力轴承,必须始终由内而外供给油液。
油润滑出油孔截面面积参考值
出油孔的截面面积应明显大于进油孔的截面面积,图22。
截面面积Arab取决于油量和油的粘度:
Arab=Kab·Aab
Arab          mm2
出油孔的横截面积需考虑润滑油粘度
Kab          –
粘度修正系数,请见表
Aab          mm2
出油孔的横截面积,图22。
Aab=无压力下油流出的横截面面积
V=油量
图22 出油孔横截面积(参考值)
 
修正系数Kab
粘度
系数
mm2·s-1
Kab
到30
1
30到60
1.2到1.6
60到90
1.8到2.2
90到120
2.4到2.8
120到150
3到3.4
喷油润滑
轴承在高转速下,将油液喷入保持架和轴承套圈的间隙中,图23。喷油润滑需要更大的循环油量产生的能量损失也大。
将轴承的温升控制在限制范围内需要很多工作。适合的速度参数上限n·dM=1000000min–1·mm。但对于使用更适合的轴承(如主轴轴承),采用喷油润滑速度参数可很大程度上超过该参考值。
图23 喷油润滑(对于圆锥滚子轴承在高转速下双向供油)
 
润滑油散热
润滑油可以带走轴承中的摩擦热。可计算润滑剂散出的热流量QL和需要的润滑剂流量VL。
热流量
近似计算
QL          kW
润滑油散出的热流量
Q          kW
散发的总的热流量
QS          kW
由轴承配合面散发的热流量
QE          kW
从外界热源传来的热流量
n          min–1
转速或当量转速
M0          Nmm
速度引起的摩擦力矩
M1          Nmm
载荷引起的摩擦力矩
VL          l/min
润滑剂流量
△θL          K
进油口和出油口的温差。
冷却和润滑中油量的参考值
如果这些值无法计算,可见图24中用于温差△θL=10K以内的油量参考值。
①不考虑热的传导、辐射或对流
②正常冷却条件下的经验值
③良好冷却条件下的经验值
V=油量
NR=摩擦功率
图24 冷却和润滑中油量的参考值
 
5.3.7 换油
在轴承温度小于+50℃并且污染程度极小的情况下,平均一年换一次油就能满足要求。
润滑油换油周期的参考值,图25。
精确的换油周期需要向润滑油制造商咨询确认。
恶劣运行条件
在恶劣运转条件下,应经常更换润滑油。例如,在高温和高环流指数下油量较低的情况。
环流指数表示每小时供给的全部油量再循环或输送的次数:
①合成齿轮油
②矿物齿轮油
t=换油周期
θ=油箱温度
来源:FVA项目号No. 171
图25 换油周期